JPS5961762A

JPS5961762A - 異物検査装置

Info

Publication number: JPS5961762A
Application number: JP57173064A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tanimoto; 昭一谷元; Kazunori Imamura; 今村　和則
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1984-04-09
Also published as: JPH046898B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、微小なゴミ等の異物を検出する装置に関し、
特にＬＳＩ用フォトマスク、レティクル等の基板上に付
着した異物の検査装置に関する。

ＬＳＩ用フォトマスクやウェハを製造する過程において
、レティクル、マスク等に異物が付着することがあシ、
これらの異物は、製造されたマスク、ウェハの欠陥の原
因となる。特に、縮小投影型のパターン焼料は装置にお
いて、この欠陥は各マスク、ウェハの全チップに共通の
欠陥として現われるだめ製造工程において厳重に検査す
る必要がある。このため、一般には目視による異物検査
を行なうことが考えられるがこの方法は通常、検査が伺
時間にもおよび、作業者の疲労を誘い、検査率の低減を
招いてしまう。

そこで、近年、マスクやレティクルに利殖した異物のみ
をレーザビーム等を照射して自動的に検出する装置が種
々考えられている。例えばマスクやレティクルに垂直に
レーザビームを照射し、その光スポットを２次元的に走
査する。このとき、マスクやレティクル上のパターンエ
ツジ（クロム等の遮光部のエツジ）からの散乱光は指向
性が強く、異物からの散乱光は無指向に発生する。そこ
でこれらの散乱光を弁別するように光電検出して、光ス
ポットの走査位置からマスクやレティクル上どの部分に
異物が付着しているのかを検査する装置が知られている
。ところが、この装置では、マスクやレティクルの全面
を光スポットで走査するので、小さな異物を精度よく検
出するために光スポットの径を小さくすればそれたけ検
査時間が長くなるという問題があった。

さらにこの装置では、異物がクロム等の遮光部の上に伺
着しているのか、ガラス面（光透過部）の上に付着して
いるのか、まだ、光透過部上に付着した異物でも、それ
が被検査物のレーザ光入射側の面に付着しているのか、
その裏面に伺着しているのかをト別［７たりすること等
の、いわゆる異物の付着状態を検査することができなか
った。

そこで、本発明の目的ね１、被検査物上に付着した異物
を高速に検出すると共に、異物の付着状態に応じた高速
の検査ができる異物検査装置を提供することにある。

本発明の詳細な説明する前に、被検査物に光ビームを照
射したとき、異物の利殖状態に応じて生じる散乱光の様
子を第１．２．３図にょシ説明する。尚、ここで光ビー
ムは被検査物上を斜入射で照射するものとする。これは
光ビームを垂直に入射するよυも、異物からの散乱光と
クロム等の遮光部からの散乱光との分離を良くするため
である。

８１！１図は、被検査物としてマスクやレティクル（以
下総称してフォトマスクとする。）のパターンが描画さ
れた面に光ビームとしてのレーザ光を照射し、フォトマ
スクのガラス板の上に付着した異物によるレーザ光の散
乱と遮光部の上に伺着した異物による散乱の様子を示し
だものである。第２図は、ガラス板上に付着した異物に
よる散乱と、遮光部のエツジ部による散乱との様子を示
すものである。第３図は、ガラス板の透明部の表面と裏
面とに付着した異物による散乱の様子を示すものである
。

第１図において、フォトマスク５のガラス板５ａに密着
して設けられた遮光部５ｂを設けた面Ｓ１（以下、この
面のことをパターン面Ｓ１　と呼ぶ。）に斜入射し、だ
レーザ光１は、カラス板５ａ又は遮光板５ｂによって正
反射される。尚、図中、レーザ光１却外の光束は散乱光
のみを表わす。第１図において、集光レンズと光電素子
とから成る受光部（Ａｌはその正反射光を受光するよう
に表わしであるが、実際には正反射したレーザ光を入射
しないような位置″に配置する。また受光部（Ｎは、レ
ーザ光１の照射部分を斜めに見込むように配置する。

これはガラス板５ａのパターン面Ｓ１や遮光部５ｂの表
面の微細な凹凸によって生じる散乱光をなるべく受光し
ないようにするためである。さらに、ガラス板５ａのパ
ターン面Ｓ、と反対１１１１０面Ｓ。

（以下、裏面Ｓ、とする。）側には、集光レンズと光電
素子を含む受光部（Ｂ）が設けられる。この受光部（Ｂ
）は、ガラス板５ａ（特にそのパターン面Ｓ、）に対し
て、受光部囚と面対称の関係に配置されており、裏面Ｓ
、側からレーザ光１の照射部分を斜めに見込んでいる。

第１図で、受光部（ＢＴＵ、ガラス板５ａを直接透過し
たレーザ光を受光するように表わしであるが、実際には
、直接透過したレーザ光は受光しないような位置に設け
る。すなわち、受光部（５）、（Ｂ）は共に、異物から
無指向に発生する散乱光を受光するような位置に配置さ
れる。

そこで、図のように、ガラス板５ａの透過部に付着した
異物工と、遮光部５ｂの上に利殖した異物ｊとから生じ
る散乱光のちがいについて説明する。

受光部（４）によって検出される光電信号の大きさは、
異物ｉ、ｊともほぼ同じになる。それは、異物１１　ｊ
にレーザ光１を照射したとき、異物ｉ。

ｊの大きさが共に叫しいものであれば、そこで無指向に
生じる散乱光１ａの強さも等しくなるからである。とこ
ろが、異物ｌで生じる一部の散乱光１ｂはガラス板５ａ
を透過して受光部（Ｂ）に達する。

一般に、散乱光１ｂは散乱光１ａにくらべて小さくなる
が、受光部（Ａ）、（Ｉｌ）には異物ｉの利殖によって
、共に（ｉＪらかの光電信号が発生する。もちろん。

遮光部５ｂＫ＋Ｉ着した異物ｊがらの散乱光は受光部（
Ｂ）に達しない。

そこで、受光部囚と（Ｂ）の光’ＦＩ３．イム号を調べ
ることにより、異物がガラス板５ａの透明部に付着した
ものなのか、遮光部５ｂに利殖したものなのかを判別す
ることができる。

ところで、遮光部５ｂのエツジ部では、かなり指向性の
強い反射光と、無指向性の散乱光とが生じる。そこで、
上記受光部（Ａ）、　（Ｂ）をエツジ部からの指向性の
強い反射光をさけて散乱光のみを受光するように配置し
ても、その散乱光が異物によるものなのか、エツジ部に
よるものなのかを判別する必要がある。このことについ
て、第２図に基づいて原理の説明をする。第２図におい
ても、散乱光を受光する受光部は、第１図と同様に配置
する。

斜入射されたレーザ光１けフォトマスク５のパターン面
Ｓｌで鏡面反射されるが、異物ｉ又は回路パターンとし
ての遮光部５ｂのエツジ部では散乱される。（正反射光
等は省略しである。ン遮光部５ｂは層の厚さが０．１μ
ｍ程度でパターン面Ｓ。

に密着しているため、ガラス板５ａの外部に直接向かう
散乱光１ｃと、ガラス板５ａの内部に向って進む散乱光
１ｄとの強度はＩ／１は等しくなる。散乱光１ｄはガラ
ス板５ａの内部を通過後、裏面Ｓ。

よシ外部に出る。一方、異物の大きさは数μｍ以上あり
異物ｉによって散乱される光ｄ゛、異物ｉが表面Ｓ、よ
り高く浮き上っているだめに、パターン面Ｓ、よりガラ
ス板５ａの内部に向って進む散乱光１ｅｌｌ−１、ｉｆ
＋ＩＳ　、の異物側に進む散乱光１ｆｊりも弱い。この
傾向はパターン面Ｓｌに対する受光部（Ａ）、（Ｂ）の
受光方向の仰角を小さくすれはするほど両者の光ｔｌｊ
、（Ｎ号の大きさの相異として強くなる。この現象は、
面Ｓ１に密着した遮光部５ｂに対して散乱光は表面波と
して振舞うが、異物ｌはその一部でのみ表面ＳＩに接触
し、大部分は空間に突出しているので、自由空間での散
乱となシ、散乱光がパターン面Ｓ、にすれすれの角度で
入射すると、反射率が高くなり、パターン面Ｓ、より内
部に入る割合が少ないことからも説明できる。

従ってパターン面Ｓ、の側で散乱光を受光部（Ｎによっ
て検出すると共に、裏面Ｓ、を通過した散乱光も同時に
受光部（Ｂ）によって検出し、両者の光量の比が例えば
２倍以上あるかどうかという判定によって、散乱が異物
によるものか遮光部５ｂのエツジ部によるものかを判別
することができる。

次に、ガラス板５ａの表と裏に付着°した異物を判別す
る原理について、第３図により説明する。

この図中、受光部（Ａ）、（Ｂ）は、レーザ光１の照射
を受けるフォトマスク上の部分から後方、すなわちレー
ザ光１０入射側に斜めに設けられており、いわゆる異物
からの後方散乱光を受光する。

ここでは、レーザ光１をフォトマスク５のパターンの形
成されていない側の面、すなわち裏面Ｓ。

に入射したとき、裏面Ｓ、に利殖した異物ｋによるレー
ザ光の散乱と、パターンが形成されている側のパターン
面（３１に付着した異物ｌによる散乱の違いを示してい
る。レーザ光］は裏面Ｓ、にス・」し、斜入射し、一部
は反射し、一部は透過して、パターン面Ｓ、に至る。異
物ｋによる散乱光１ｇは受光部（Ａ）によって光電変換
される。甘た、パターン面ＳＩの透明部分に付着し／こ
）°４物Ｊによる散乱光のうち、カラス板５ａの内部を
透過して１ｉｆｌｌＳ、よシレーザ九入射面に散乱光１
　ｂとなっで表われたものが受光部（４）によって光１
（］、変換される。

ところで異物ｉによる散乱光のうち、散乱光１　ｂと、
パターン面Ｓ１よりガラス板５ａの内部には入らない散
乱光１１とを比較すると、散乱光１ｂｉｔパタ一ン面Ｓ
、及び裏面Ｓ、による反射損失を受けるので、散乱光１
１に比較して強度が弱い。

この両名の強度比は受光部（Ａ）、（Ｂ）の散乱光の受
光方向を裏面Ｓ、又はパターン面Ｓ１に対してすれすれ
にすればするほど大きくなる傾向にある。これは光の入
射角が太＠りれは大きい程表面での反射率が増すという
事実に基づく。そこでレーザ光ｌのフォトマスク５に対
する入射位置を変化させながら、受光部囚、（Ｂ）の出
力をモニターすると、第４図（ａ）（ｂｌのような信号
がそれぞれ得られる。そこで第４図（ａ）（ｂ）の縦軸
は夫々受光部（ん、（Ｂ）の受光する散乱光の強さに比
例した量を、横軸は、時刻又はレーザスポットのフォト
マスク５に対する位置を表わすものとする。異物ｋによ
るレーザ光の散乱では、第４図における信号波形Ａ１、
Ｂ１のようになり、その信号の大きさＰＡＬとＰＨ１を
比較すると、ＰＡＬＯ方がＰＢＩの３〜８倍位大きくな
シ、異物ｉによる散乱では、信号波形Ａ２、Ｂ２のよう
な波形が得られ、大きさＰＡ２とＰＨ１を比較すると、
ＰＨ１の力がＰＡ２の３〜８倍位大さくなる。従って、
散乱光がある大きさ以上となる時、受光部（Ｎの受光部
（Ｂ）に対する出力比かに倍、例えば２倍以上あれは、
異物はレーザビーム入射側の裏ｉ１］Ｉ　Ｓｔに付着し
ていると判断できる。

次に庫発明の基礎となる異物検査装し″、について、第
５．６図を用いて説明する。第５図は基礎となる装置の
斜視図であシ、第６図は第５図のセロ成に適した異物検
出回路の一例を示す回路図である。

尚、この装置は、先に本願出願人が特願昭５６−１６１
４４１号に開示したものと同一である。

第５図において、被検査物としてのフォトマスク５は載
物台９の上に周辺部のみを支えられて載置される。載置
台９は、モータにと送りネジ等によシ図中矢印４のよう
に一次元に移動可能である。

ここで、フォトマスク５のパターン面を図示の如く座標
糸ｘ　ＭＩ　Ｚのｘ　−ｙ平面として定める。この載置
台９の移動量はリニアエンコーダのような測長器７によ
って測定される。一方、レーザ光源８からのレー・り光
１ｔ、ｊ適宜、エキスパンク−（不図示）や巣元レンズ
３等の光学部側によって任意のビーム径に変換されて、
単位面積あたりの光強度を」二げる。このレーザ光１は
、パインレータ、ガルバノミラ−の如き振動鏡を有する
スキャナー２によってフォトマスク５上のＸ方向の範囲
り内を走査する。このとき走査するレーザ光１はフォト
マスク５の表面（ｘ　−ｙ平面）に対して、例えは入射
角７０°〜８０’で斜めに入射する。従って、レーザ光
１のフォトマスク５上での照射部分は、図中はぼＸ方向
に延びた楕円形状のスポットとなる。

このため、スキャナー２によってレーザ光１がフォトマ
スク５を走査する領域は、Ｘ方向に範囲りでＸ方向に所
定の広がりをもつ帯状の領域となる。

実際にレーザ光１がフォトマスク５の全…１を走査する
ために、前述のモータ６も同時に駆動し、レーザ光１の
走査速度よりも小さい速度でフォトマスク５をＸ方向に
移動する。このとき測長器７は、レーザ光１のフォトマ
スク５上におけるＸ方向の照射位置に１！１１連した測
定値を出力する。

また、フォトマスク５上に利殖した異物からの光情報、
すなわち無指向に生じる散乱光を検出するために受光素
子１１．１３が設りられている。

この受光素子のうち素子１１は、前記受光部（Ａ）に相
当し、レーザ光１が照射されるフォトマスク５の表側か
ら生じる散乱光を便二光するように配置される。一方、
受光素子１３ｄ１前記受光部（Ｂｌに相当し、裏側から
生じる散乱光を受光するように配置される。さらに、受
光素子１１と１３の各受光面にはレンズ１０．１２によ
って散乱光が集光される。そしてレンズ１０の光軸はｘ
　−ｙ平面に対して斜めになるように、レーザ光１の走
査範囲りのほぼ中央部をフォトマスク５の表側から見込
むように定められる。一方、レンズ１２の光軸は、ｘ　
−ｙ平面に対してレンズ１０の光軸と…＋７Ｊ称になる
ように定められる。また、レンズ１０．１２の各光軸は
走査範囲りの長手方向に対して、斜めになるように、す
なわち、ｘ　−ｚ平面に対して小さな角度を成すように
定められている。

第６図において、受光素子１１．１３の各光電信号は、
各々増幅器１００．１０１に入力する。そして増幅され
だ光′粗信号ｅ、は２つの比較器１０３．１０４の夫々
に入力する。また増幅された光電信号ｅ、は、増幅度に
の増幅器１０２を介して比較器１０４の他方の入力に印
加される。尚、受光素子１１．１３の受光量が等しいと
き、信号ｅ７、ｅ、は共に同一の大きさとなる。さらに
、比較器１０３の他方の入力には、スライスレベル発生
器１０６からのスライス電圧ＶＳが印加される。そして
比較器１０３．１０４の各出力はアンド回路１０５に印
加する。

このスライスレベル発生器１０６は、スキャナー２を振
動するための走査信号ＳＣに同期してスライス電圧Ｖｓ
の大きさを変える。これは、レーザ光１の走査によシ、
受光素子１１からレーザ光１の照射位置までの距離が変
化する、すなわちレンズ１０の散乱光受光の立体角が変
化するためである。

そこで、走査に同期して、レーザ１の照射位置に応じて
スライス電圧Ｖ８を可変するように構成する。

この構成において、増幅器１０２の増幅率Ｉ（は、１．
５〜２．５の範囲、例えば２に定められている。

これは、レーザ光１の入射側に伺着した異物から生じる
散乱光のうち、入射側に生じる散乱光の大きさと、フォ
トマスク５を透過した散乱光の大きさとの比が第３図、
４図で説明したように２倍以上になるからである。

また、比較器１０３は、信号ｅ１がスライス電圧Ｖ８よ
りも太きいときのみ論理値１−１」を出力する。まだ、
比較器１０４は信号ｅ、とＱ号ｅ、をに倍にしたＫｅｔ
を比較して、ｅ、）、［（ｅ、のときのみ論理価［１１
を出力する。従って、アンド回路］０５は比較器１０３
．１０４の出力が共に論理値Ｉ’ｌｌのときのみ、論理
値「１」を発生する。

次に、この実施例の作用、動作を説明する。まず異物が
レーザ光１の入射側の面に付着していた場合、レーザ光
１がその異物のみを照射すると、イｈ号ｅ、は、スライ
ス電圧ＶＳよシも太きくなυ、比較器１０３は論理値「
１」を出力する。また、このとき、ｅ、）Ｋｅ、　　に
なり、比較器１０４も論理値［］、　、Ｊ　Ｉｔ出力す
る。このだめアンド回路１０５は論理値１１」を発生す
る。

次に異物が裏面に付着していた場合、レーザ光１は、フ
ォトマスク５に斜入射しているから、大部分がフォトマ
スク５のガラス面で正反射し、一部が裏面の異物を照射
する。このため、異物からの散乱光のうち、受光素子１
１に達する散乱光は、受光素子１３に達する散乱光より
も小さな値、すなわちｅ、　＜　Ｋｅ、になり、比較器
１０４は論理価「０」を出力する。このため、このとき
ｅ、＞ｖｓが成立していたとしても、アンド回路１０５
は論理値［０１を発生する。また、遮光部のエツジ部か
ら散乱光が生じた場合、第２図に示したように、受光素
子１１．１３の受光量はほぼ等しくなるから、ｅ＋＜Ｋ
ｅ、　　となり、比較器１０４は論理値「０」を出力す
る。従ってアンド回路１０５は論理価［Ｏｊを発生する
。

尚、スライス電圧Ｖ８の大きさは、異物の検知能力に関
連し、スライス電圧Ｖ８が小さければ小さいほど、より
小さな異物の検出が可能となる。

このように、異物がフォトマスク５０表側（レーザ光入
射側ンに付着していたときのみ、検査結果としてアンド
回路１０５は論理値「１１を出力する。

以上述べた如くこの装置は回路パターン等による散乱が
弱く、大きな異物の検出しか要求されない場合にきわめ
で簡単な構成で、異物の利殖状態として、表側と裏側の
どちらの面に利殖しているのかを弁別して高速に検査で
きる特徴を備えるものである。

Ｊ以上ｔ」レーザ光を、回路パターンが形成された面側
から入射し、入射した面に利殖した異物の検出を行なう
場合について述べたものである。ところで、縮小投影露
光装置に用いられるレティクル、マスクでは、回路パタ
ーン側に利殖した異物だけでなく、裏面のパターンのな
い面に伺潅した異物も転写されてし壕う。１／□。倍の
縮小レンズを用いると、転写されるパターンのない裏面
に利殖した異物で転写可能な最小の太きさは、回路〕く
ターンのある面に利殖した異物で転寿司能な最小の大き
さの、長さで約１．５倍、面積比で約２倍である。

従って裏面に付着した異物の検出も、必要な感度で行な
うことが必璧である。裏面の異物を検出するには、第５
図で説明した装置において、フォトマスクを裏返した形
で使用すればよい。ところがこのようにしても、複雑な
パターンを有するフォトマスクでは次のような問題が生
じる。即ち、回路パターンのない面側の異物による散乱
光の検出強度と異物の大きさとの関係によシ、異物の大
きさを判定しようとする場合、回路パターン面側の異物
による散乱光の検出強度と異物の大きさの関係は違った
ものになるので、異物の大きさの判定に誤シを生じるこ
とになる。そればかりか、パターンの遮光部のエツジか
らの散乱光の影響によって異物の検出そのものも困難と
なる。

そこで、本発明の第１の実施例を第７〜９図に基づいて
説明する。第７図は、第１の実施例による異物検査装置
の斜視図を示し、第５図の装置と異なる点は、さらにも
う１組の受光部を設けたことである。第８図は、異物か
らの散乱光による各受光素子の光電出力の様子を示す図
である。さらに第９図は、この第１の実施例に適した異
物検出回路の接続図、第１０図は本実施例に適した異物
判定回路の接続図である。

第７図において、第５図の装置と同一の構成、作用を有
するものは説明を省略する。この第１の実施例において
、さらに、フォトマスク５のレーザ光１の入射側と、そ
れと反対側にほぼ等しい受光立体角を有する受光系を設
ける。この受光系は第７図に示すように、フォトマスク
５０表側（レーザ光入射側）を斜めに見込む集光レンズ
２０と受光素子２Ｊ、及びフォトマスク５の裏側を斜め
に見込む集光レンズ２２と受光素子２３とから構成され
ている。もちろんレンズ２０，２２の各光軸は、走査範
囲りのほぼ中央部を向いている。さらに、その各光軸は
、走査範囲りの長平方向Ｘを含む面（ｘｙｚ座標糸のｘ
　−ｚ面と平行な面）と一致するように定められている
。また、この際、レンズ２０とレンズ１０の光軸が成す
角度は３０〜４５度前後に定められる。レンズ２２とレ
ンズ１２０ブＣ軸か成す角度についても同様である。

従ってこの実施例では異物と回路パターンによる散乱光
の指向性がフォトマスク５の表側に進む光について異な
ることを利用する上に、さらに異物と回路パターンとに
よってフォトマスク５０表側と裏側に進む光の強度比の
違いも利用して、異物の検査を行う。

第８図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄｌは受光索子２１
．１１．２３．１３からの光電信号の大きさをそれぞれ
縦軸にと９、横軸に第８図（ａ）〜（ｄ）共通に時間を
とって示したものである。レーザ光１のスポットをフォ
トマスク５上で等速走査すれば、横軸はスポット位置に
も対応している。レーザ光が回路パターンに入射して散
乱された場合、第７図の光電素子２１．１１．２３．１
３からの出力は第８図でそれぞれＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ
ｌのようになり、それぞれのピーク値はＦＡＩ、ＦＢＩ
、ＰＣＩ、ＰＬ）１となる。この場合、散乱光に指向性
があるだめに、受光素子２１と１１の光電出力として、
ビークＰＢＩよりもＰＡＬの方が大きいが、完全な指向
性ではないので、ビークＦＢＩは零ではない。フォトマ
スク５の裏側の受光素子２３．１３の出力ピーク値、Ｐ
ＣＩ、ＰＤＩはそれぞれＦＡＩ、ＦＢＩに近い飴を持っ
ている。このことは、前記第２図で説明した通りである
。ところが、異物によってレーザ光が散乱された場合、
各受光素子からの出力はＡ２、Ｂ　２、Ｃ２、Ｂ２とな
り、それぞれピーク値はＰＡ２　、ＰＢ２ＰＣ２、ＰＨ
２となる。散乱光の指向性が少ないために、ＰＡ２とＰ
Ｂ２０間では差は小さいが、脚とＰＣ２０間、及びＰＨ
１とＰＨ２の間には大きな差があり、３〜８倍位の比で
ＰＡ２、ＰＨ１の方が大きい。

回路パターンからの散乱信号のうち例えば小さい方のピ
ーク値ＦＢＩより小さなレベルＳＬをスライス電圧とし
て、第８図（ａ）、（ｂ）の各信号をスライスし、でき
るだけ小さな異物による弱い散乱光を検出しようとした
場合、このままでは回路パターンも異物として判定して
しまう。しかし、第７図の受光素子２１と受光素子２３
の出力の比、及び受光素子１１と受光素子１３の出力の
比を求め、第８図（ａ）の４ｉ号がＳＬを越え、かつ第
８図（ｂ）の（ｆｆ１号もＳＬを越えでいる場合に、さ
らにこの比が一定以上例えは２倍以上ある場合にのみ異
物と判定すれば、上記のような低いレベルＳＬを用いて
も異物のみを正しく検出できる。

第９図ｔま本実施例の異物検出回路のブロック図であっ
て、第７図に示した受光素子２１．１１．２３．１３は
夫々、増幅器１１０．１１１．１１２．１１３に入力す
る。この４つの増幅器１１０〜１１３は、受光素子２１
．１１，２３．１３に入射する光お−が共に等しければ
、その出力信号ｅＩ　ｓ　”ｔ、ｅ、。

ｅ、も等しくなるように作られている。

比較器１１４は、出力信号ｅ、と、第８図（ａｌに示し
だレベルＳＬとしてのスライス電圧Ｖｓ饋を比較して、
ｅ、）Ｖｓ、のとき論理値１−１］を出力する。比較器
１１５は、出力信号ｅ、と第８図（ｂ）に示したレベル
ＳＬとしてのスライス電圧Ｖｓ、ｌを比較してｅ、　）
　Ｖｓ、のとき論理値「１」を出力する。

また、異物とエツジ部とによりフォトマスク５の表側と
裏側に生じる散乱光のちがいを判別するために、出力信
号ｅ３　　と８４は夫々増幅度にの増幅器１１６．１１
７に入力する。この増幅度には、第６図の回路と同様に
１．５〜２５の範囲の１つ値、例えば２に定められてい
る。

比較器１１８は、出力信号ｅ１　　と増幅器１１６の出
力信号Ｋｅ３　とを比較して、ｅ、　〉Ｋｅ、のときの
み論理値［１１を出力する。比較器１１９　は出力信号
ｅ、と増幅器１１７の出力信号Ｋｅ４とを比較して、ｅ
ｔ　）　Ｋｅ、のときのみ論理価「１」を出力する。そ
して、比較器１１４．１１５．１１８．１１９の各出力
はアンド回路１２０に入力し２、アンドが成立したとき
、検査結果として異物が存在することを表わす論理値「
１」を発生する。まだスライス電圧■Ｓ＋　ｓ　Ｖ　ｓ
　２はスライスレベル発生器１２１がら出力され、第６
図の回路と同様、走査信号ｓｃに応答してその大きさが
変化する。

ただし、スライス電圧■ｓ＋　、Ｖ　ｓ　２の個々の大
きさ、変化の程度は、少しずつ異なっている。こ″のこ
とについて、第１０図（ａ）（ｂ）にょシ説明する。

第１０図（ａ）は第７図における斜視図をフォトマスク
５の上方から見たときの図である。

ここで、レーザ光１のフォトマスク５上の走査範囲りに
おいて、その中火部を位置Ｃ３、両端部を各々位（Ｍ、
ｃｔ、ｃｓ　とする。前述のように、受光素子２１と１
１とから位置Ｃ１までの各距離は共に等しい。そこで、
同一の異物が位置Ｃ，、Ｃ，、Ｃ５に刺着していたもの
として以下に述べる。異物が位置Ｃ１に付着していた場
合、その異物から生じる散乱光に対して受光素子２１．
１１の各受光立体角はほぼ等しくなるから、前述の信号
ｅ３、ｅ、の大きさもほぼ等しくなる。このためレーザ
光１のスホットが位置Ｃ９にあるとき、スライス電圧Ｖ
ｓ、　、　Ｖｓ、は等しい大きさに定められる。

また異物が位置Ｃ７に付着していた場合、受光素子２１
の受光量よりも、受光素子１１の受光量の方が多くなる
。このため信号ｅ、の方が４６号ｅ。

よりも大きくなるから、スライス電圧は”Ｓｖ　）Ｖｓ
。

に定める心太がある。しかしながら、位置Ｃ６は各受光
素子２１．１１から共に遠方にあるため、信号ｅ、、ｅ
、の大きさは大差ない。従って、スライス電圧どしてそ
れ程差のない大きさでＶｓｔ）Ｖｓ、を満足し、位置Ｃ
７のときのスライス電Ｌ＋よりも小さく定められる。

一方、異物が位置Ｃ３に刺着した場合、位置Ｃ３は受光
素子２１に最も近づいた場所であるから、信号ｅ、は極
めて大きな値となる。また、受光素子１１は、位置Ｃ１
を見込む受光立体角が、位置Ｃ，、Ｃ，に対して大きく
変化するから、信号ｅ。

は位置Ｃ＋、Ｃｔでのそれよりも小さな値となる。

このため、スライス電圧はかなシ大きな差でＶＳ、＞Ｖ
ｓ、　を満足し、位置Ｃ，のときのスライス電圧よシも
それぞれ大きく定められる。

以上述べた位置Ｃ８〜Ｃ３に対する各スライス電圧の変
化の様子を第１０図（ｂ）に示す。第１０図（ｂ）で、
縦軸はスライス電圧の大きさを、横軸には走査範囲りの
位置を取っである。

前述のように、スライス電圧Ｖ８．　、ＶＳｔの大きさ
は位置Ｃ８において、共に等しく々シ、位置Ｃ２におい
て、Ｖ　Ｓｖ　）　Ｖ　ｓ　、、位置Ｃ８においてＶｓ
、）ｙ６．となるように連続的に変化する。この変化は
、かならずしも直線的になるとけ限らず、スライス電圧
Ｖｓ、の変化のように、曲線的になる′ことが多い。こ
の曲線的な変化を得るには、スライスレベル発生器１２
１に例えば対数特性を有する変換回路や、ｖｊ線近似回
路等を用いればよい。

さて、第１１図は第７図に示した実施例に適した異物の
大きさ判定回路のブロック図である。この実施例ではフ
ォトマスク５の表面及び裏面に２個ずつ受光素子が配置
されているが、異物の大きさの判別として受光素子１１
．２１を用いるものとする。

第９図のように受光素子２１．１１の各光電信号は夫々
アンプ１１０．１１１によって増幅されて、信号ｅ、　
、ｅ、となる。この信号ｅ、　、ｅ、は第１１図のよう
に可変ゲイン回路２０３．２０４に夫々入力する。この
可変ゲイン回路２０３．２０４は前述のスライスレベル
発生器１２１と同様に関数的な制御電圧ＧＳＩ、ＧＳ２
を出力する関数発生器２０１，２０２によって、伝送系
のゲインが変えられる。この関数発生器２０１．２０２
は走査信号ＳＣを入力して、受光素子１１．２１の空間
的な配置に応じて、第１０図（ｂ）のような特性の制御
電圧ＧＳＩ、ＧＳ２を出力する。この制御電圧ＧＳＩ、
ＧＳ２の特性はスキャナー２の性質上、近似的にはのこ
ぎシ波形となるが、直線部分を折れ線や曲線でよシ補正
した波形にして発生させることもできる。従って、可変
ゲイン回路２０３．２０４は信号ｅ、、ｅ、の大きさを
、スポットの走査位置に応じて変化させ、スポット位置
と受光素子１１．２１との空間的な配置による信号ｅ、
　、ｅ、の大きさを補正する。

さて、コンパレータ２０５は可変ケイン回路２０３、と
２０４の出力信号ｅＩ′、ｅ、′を比較して、信号ｅ　
、１が信号ｅ１′よシも小さいとき論理値「１」を出力
する。切換えスイッチ２０６は、コンパレータ２０５が
論理値「１」を出力すると、スイッチをｂ側に切替え、
信号ｅ　、　ｌを通し、論理値１０］によって、スイッ
チをａ側に切替え信号ｅ　、　Ｌを通す。切換えスイッ
チ２０６を通した信号ｅ　、′又はｅ　、　／はピーク
ホールド回路を含むアナログ・デジタル変換回路（以下
、ＡＤＣとする）２０７に入力する。ＡＤＣ２０７のテ
ジタル出力は異物の大きさに対応しており、マイクロ・
コンピュータ等のＣ１）Ｖ２Ｏ３に取り込まれる。ＣＰ
　Ｖ　２０８は取シ込んだテジタル値からが：物の大き
さを判別する。さて、ＡＤＣ２０７中のピーク・ホール
ド回路は第９図に示したアンド回路１２０の出力信号、
すなわち異物検出信号に応答して、一定時間切換スイッ
チ２０６からの信号をホールドする。また、ＣＰ　Ｖ　
２０８は、走査信号ＳＣを入力して、フォトマスク５上
のスポットの走査位置を検出する。

次に、第９図に示１７た異物検出回路の動作から説明す
る。

パターンのエツジ部から生じた散乱光に対して、この散
乱光は指向性が強く、例えば受光素子２１の受光量より
も受光素子１１の受光量の方が大きくなったとする。こ
のため、出力信号ｅ、とｅ。

はｅ、）ｅ、になる。さらに、第２図で示しだように、
受光素子２３．１３の受光量も、夫々、対をなす受光素
子２１．１１の受光量とほぼ等しくなり、出力信号ｅ３
とＣ４は、ｅ、キｅｌ　、”４キｅ、となる。コノタメ
、ｅ、　＜Ｋｅｓ　％　ｅｔ＜Ｋｅ４であり、比較器１
１８．１１９は共に論理値「０」を出力する。従ってエ
ツジ部からの散乱光に対して、アンド回路１２０は論理
値ｒＯＪを発生する。

また、フォトマスクのパターン面に利殖した異物から散
乱光が生じた場合、出力信Ｍｅ、、　ｅ。

は共にスライス電圧ＶＢ＋、ＶＳ、よりも大きくなり、
また出力信号ｅ３％　　Ｃ４け、夫々出力信号ｅ１、ｅ
、に対して１／／３〜１／８倍の大きさになる。そして
、出力信号ｅ８ｓ　Ｃ４はに倍になるが、Ｋが１、５〜
２．５に定められているため、ｅｌ）Ｋｅｓ、ｅ、〉Ｋ
ｅ４　となる。このため、比較回路１１４．１１５．１
１８．１１９は共に論理値１−１」を出力し、アンド回
路１２０は論理値「１」を出力する。

フォトマスクの裏面に付着した異物から散乱光が生じた
場合、第３図に示したようしく、受光素子２３．１３の
受光量は、受光素子２１．１１の受光量よりも大きくな
る。このためかならず６．（Ｋｅ、　、ｅ、＜Ｋｅ４　
　となシ、比較器１１８．１１９の各出力は共に論理値
「０」となる。従って、裏面に付着した異物に対して、
アンド回路１２０は論属領［０１を出力する。

一方、大きさ判定回路は、コンパレータ２０５と切換ス
イッチ２０６によって、４８号ｅ　、　Ｊとｅ　、　Ｊ
のうぢ、小さい方をＡＤＣ２０７に出力している。そし
て、異物検出回路のアンド回路１２０が論理値「１」を
出力すると、ＡＤＣ２０７はその小さい方の信号をＡ／
ＤＢ”、換し、テジタル値をＣＩ’　Ｖ　２０８　に出
力する。

ＣＰ　Ｖ　２０８はそのテジタル値を異物の大きさに応
じて予め定められたテークと比較して、例えは大きさ別
ＩＦ　３釉にランク分けする。そして、その結果は不図
示のフラウン管表示器上に、異物の検出位置に対応して
表示されるか、又は検出位置とランクとがプリントアウ
トされる。

以上のように、第１の実施例によれば、パターンのエツ
ジ部で生じる散乱光を選択的に強く受光するように受光
素子１１．１３の対と受光素子２１．２３の対との２つ
の対を設けであるので、複雑なパターンを有するフォト
マスクに対してもそのパターンによる散乱の影響をさけ
て、利殖した異物のみを正確に検出することができる。

しかも、異物の判別のために、受光素子１１．２１のう
ち、光電信号の小さい力を用いるので、パターンのエツ
ジ付近に付着した異物も、エツジからの強い散乱光の影
響を受りることなく、極めて正確な大きさ判別が達成さ
れる。

次に本発明の第２の実施例として、第１の実施例におけ
る異物検出回路の構成を変えたものを第１２図により説
明する。基本的な構成は第１の実施例で説明した検出回
路と同じである。しかし、この実施例では、レーザ光入
射側に配置した受光素子２１．１１のうち、出力が小さ
い方の受光索子に着目し、その受光索子と対をなすよう
に、裏面πｌｌｉに配置された受光素子との間で、出力
の比かに倍以上あるかどうかを判別するように構成され
ている。

第１２図において、第９図と同じ作用、動作するものに
ついては同一の符号をつけである。そこで、第９図と異
なる構成について説明する。増幅器１１０，１１１の各
出力信号ｅ、、ｅ、は、コンパレータ１３０に入力し、
出力信号ｅ、ｓ　　ｅｔの大小を検出する。このコンパ
レータ１３０は例えばｅ、）ｅ、のとき、論理値「１」
を出力し、ｅ、（ｅ。

のとき論理Ｒｈ、　ｒ　ｏ　Ｊを出力する。コンパレー
タ１３０のそのマ捷の出力と、その出力をイン・く−タ
１３１で反転したものとは夫々アンドケート１３３．１
３２の一方の入力に接続される。寸だ、アンドケート１
３２．１３３の他方の入力には、夫々比較器１１８．１
１９からの出力信号が接続される。このアンドゲート１
３２．１３３の各出力信号はオアケート１３４を介して
、検査結果を発生するアンド回路１２０へ入力する。

このような構成において、例えば受光索子２１の受光量
が受光素子１１の受光量よりも大きい場合（パターンの
エツジ部等の散乱による）出力信号ｅ、　、ｅ、はｅ、
）ｅ、となる。このだめコンパレータ１３０は論理値「
１」を出力し、アンドケ−１−１３２は閉じられ、アン
ドゲート１３３は開かれる。従ってこの時比較器１１８
．１１９が例えば共に論理値［１１を出力していれば、
比較器１１９の出力のみかアンドゲート１３３を介して
オアケート１３４に印加される。このようにオアゲート
１３４の出力は、受光素子２１．１１のうち受光量の少
ない方の受光素子と、それと対になる受光素子（素子２
３．１３のいずれか一方）との光電信号のと比によって
異物か、エツジ部かを判別した結果を表わ１゛。

以上のように、本実施例の如く出力信号ｅ、とｅ、の小
さい方を選択することは、回路パターンの散乱の影響の
小さい受光方向をＮ％択することを意味し、細かい回路
パターンから指向性の強い散乱光か一方向の受光系のみ
に入り、信号処理系の飽和、特にｔ’ｉ１・幅器の出力
信号の飽和を引き起して、被検査物の表裏の受光糸の強
度比較が不能となるのを防止するのみならず、フォトマ
スクの表裏を見込む受光糸の隼光レンズの焼用学的配置
に誤差があって、表裏の集光方向が完全に対称でない場
合、異物の誤検出を低減するという利点も生じる。

尚、以上の実施例において、比較器１１８、】１９は、
第４図（ａ）（ｂ）のような光電信号に対して、ｅ。

−Ｋｅｇ　％　ｅ、−ＫＯ２を求め、この結果がｊＥか
負かによって出力を決めている。しかしながら、割算器
等によって、ｅ、　　とＫｅ、及びｅ２とＫｅ４との比
を演ｑ、シフ、−’ｔ’ｓの結果が■（以上か否かを判
別するような回路を設けても上記実施例と同様の機能を
果たすことができる。

次に本発明の第３の実施例について第１３図、１４図に
基づいて説明する。この実施例は第１の実施例にさらに
もう１つの受光素子３１を設け、パターンからの散乱光
の影響をさらに低減するものである。

第１３図において、第７図の構成と異なる点は、集光レ
ンズ３０と受光素子３１が、レンズ２０、レンズ１０の
光軸とは反対側の方向から、フォトマスク５のレーザ光
入射側の面、すなわちパターン面を見込むように配置さ
れていることである。

ここで、レンズ１０．２０．３０の各光軸の関係につい
て述べる。尚、この３つのレンズ１０゜２０．３０、は
同一の光学特性とし、３つの受光素子１１．２１．３１
の特性も同一であるとする。

また、各光軸を各々ｌ、、ｌ、、ｌ、とする。光軸１．
、ｌ、、ｌ、は共にフォトマスク５のパターン面に対し
て、小さな角度、例えは１０〜３０゜前後に定められて
いる。また、レーザ光１の走査篩、囲りの中央部から各
受光素子１１．２１．３１までの距離は共に等しく定め
られている。そして、図中、フォトマスク５を上方よシ
見たとき、光軸ｌ、は、走査篩ＩＷＬの長手方向（走査
方向）と一致し、光軸１．、ｌ、は走査範囲りに対して
小さな角度、例えは３０°前後に定められている。

このように、各光軸１．、ｌ、、ｌ、を定めることによ
って、パターンのエツジ部で生じる散乱光ｄ１３つの受
光素子１１．２１．３１のうち、確実に１つの受光素子
ではほとんど受光されない。

また、一般的な傾向として、パターンのエツジ部からの
散乱光が、受光素子１１．２１に共に強く受光されてい
るときは、受光素子３１の受光量は極めて小さくなる。

また異物からｄ無指向にｈｋ乱光が発生するので、各受
光素子１１．２１．３１の受光量゛はほぼ同程度になる
。この受光量素子３１の出力は、第１４図に示す異物検
出回路で処理される。基本的には第１２図の異物検出回
路と同じである。受光素子３１の出力は増幅器１４０を
経て比較器１４１に入力する。比較器１４１にはスライ
スレベル発生器１２１から庄査信号ＳＣに応答してレー
ザ光のスポット位置に応じたスライス電圧Ｖｓ、が入力
する。この比較器１４１は、増幅器１４０の出力信号ｅ
、かスライス電圧Ｖ８．を越えると、論理値［１１を、
その他の場合は論理値「０」を出力する。第１４図の他
の回路要素は第２の実施しＵと同じである。この第３の
実施例は、第２の実施例と比べると、１つの冗長な方向
の受光系（受光素子３１、レンズ３０）を持つために、
回路パターンによる散乱光を誤って異物として検出して
しまう確率が極めて小さくなるという％徴がある。

もちろん、異物判定回路も第１１図と同一のものが、そ
のまま利用される。

尚、受光素子１１．２１と受光素子３１とは互いに反対
の方向から走査範囲りの中央部を見込んでいるから、ス
ライス電圧Ｖ８．、Ｖ８．に対して、スライス電圧Ｖｓ
、の変化の傾向は逆になるようにする。すなわち、前述
した第１０図（ｂ）＋ｆ（おけるスライス電圧Ｖｓ、の
傾きを逆にしたものをスライス電圧Ｖｓ、とする。

第１５．１６図は第４の実施例による異物検出回路とｔ
４４釉定回路を示すブロック図である。第１５図におい
て第３の実施例と比較して異なる点は、３個のコンパレ
ータ１５０．１５１．１５２、アンド回路１５３、オア
回路１５４、及びスライス電圧Ｖｓ、、■Ｓ２、Ｖｓ、
として夫々２釉の電圧を発生するスライスレベル発生器
１６０が付加されたことである。各スライス電圧の２つ
の電圧は互いにｊ９ｆ定の差を保ち、走査信号ＳＣに応
じて変化する。フレアンプ１１０．１１１．１４０の出
力信号ｅ１、ｅｔ、ｅ、はそれぞれ、コンパレータ１５
０．１５１．１５２によりスライスレベル発生器１６０
から出力されるスライス電圧Ｖｓ、、Ｖｓ、、ＶＢＭと
比較される。この際、コンパレータ１５０．１５１．１
５２に入力するスライス電圧は比較器１１４．１１５．
１４１に入力するスライス電圧よシも高く、回路パター
ンによる光の散乱がどのように強く起る場合でも、出力
１８号ｅＩ、ｅ７、ｅｌｌの最小値よシも高くなるよう
に設定されている。従って、コンパレータ１５０．１５
１．１５２とアンド回路１５３によって、アンド回路１
５３Ｎ：、異物から非常に強い散乱光が生じたときだけ
、論理値１１．１を発生ずる。アンド回路１５３の出力
はアンド回路１２０の出力と共にメア回路１５４に入力
する。このためオア回路１５４は検査結果として異物の
大小にかかわらず、異物を検出した場合に論理値［１，
］を出力する。前記各実施例と比較して次のような％徴
がある。異物による散乱で、大きな光ＩＩ：　（ｒ＋号
がイば号処理系に入り、各増幅器の出力が電源電圧に近
くなって、被検物の裏側にある受光素子２３．１３用の
増幅器１１２．１１３の出力の大きさのに倍と、増幅器
１１０．１１１からの出力の大きさを比較する比較器１
１８．１１９が正確に動作せず、異物からの散乱光であ
るのに、比較器１１８．１１９が両方系回路パターンか
らの散乱光を検出したかのように動作する場合、他の実
施例では異物を検出できないが、本実施例では検出が可
能である。それは以上のように低いスライス電圧との比
較を行なう比較器１１４．１１５．１４１の他に、高い
スライス電圧との比較を行なうコンパレータ１５０．１
５１．　１５２を設り、強い散乱光な生する異物はこの
コンパレータによシ検出するからである。

この実施例のように、低いスジイス知：圧を用いて異物
を検出することは、異物の検知能力を高めること、すな
わち、より小さな異物を検知することに寄与し、一方高
いスライス電圧を用いることは、増幅器の飽和等による
誤検出を防止することに冨与する。従って、よシ小さな
異物からの弱い散乱光を検出できると共に、強い散乱光
に対しても正確に異物のみを検出できる利点がある。こ
のことは、異物の検出レンジを拡大したことを意味する
。

さて、この実施例では、）第１・マスクの９９１１１に
３つの受光素子１１．２１．３１が配置されでいるので
、異物判定回路は第１６図のように構成される。基本的
には第１１図の判定回路と同じであるが、受光素子３１
のために、制御電圧ＧＳ３を出力する関数電圧発生器２
１０と可変ゲイン回路２１１が設けられる。そして、イ
ハ号ｅＩ、ｅ２、ｅ、は第１１図で説明したのと同様に
所定のゲイン補正を受けた信号ｅ、′、ｅ　、ｒ、ｅ　
、ｚとなり、最小値検出器２１２に入力する。最小値検
出器２１２は、３接点１回路の切換スイッチ２１３を切
替える信号を出力し、切換スイッチ２１３は信号ｅ、′
、ｅ、′、ｅ　、　／のうち最小の大きさのものをＡＤ
Ｃ２０７に出力する。尚、ＡＤＣ２０７中のピーク・ホ
ールド回路は、第１５図のオア回路１５４の出力信号、
すなわち異物検出信号に応答して、切換スイッチ２１３
からの信号を一定時間ホールドする。

そして、異物の大きさ判別は、第１１図の回路と同様に
実行される。この実施例のように、フォトマスク５０表
側の３つの受光素子１１．２１．３１のうち、最小の光
電信号に基づいて、異物の大きさを判定するので、複雑
な回路ノ（ターン中に刺着した異物でも木？１度よく大
きさ判定ができる。

同第１２．１４，１５図においては、コンノくレータ１
３０とアンドケート１３２．１３３及びオア回路１３４
を用いているが、第９図のように比較器１１８．１１９
の各出力を直接アンド回路１２０に印加するように接続
してもよい。

次に本発明の第５の実施例を第１７図に基づいて説明す
る。この実施例は第４の実施例に加えてさらにもう１つ
の受光素子４１と集光レンズ４０を設けたものである。

このレンズ４００光軸はフォトマスク５のパターン面に
対してレンズ３０の光軸と１ＪＪｉ　ｆｆ１Ｊ称になる
ように定められている。もちろん、レンズ４０の光軸は
、走査範［１１１Ｌの中央部をフォトマスク５の裏面か
ら見込むように決められる。この実施例において、レー
ザ光入射側からの散乱光を受光する受光素子１１．２１
．３１の各光電信号は、前述の実施例と同様に各々スラ
イス電圧と比較して、アンドを求めるように処理される
。これにより、パターンのエツジ部からの散乱光が異物
からの散乱光かを判別する。一方、フォトマスク５の裏
面からの散乱光を処理するだめの受光素子１３．２３の
光電信号は、前述の実施例のような異物検出回路にて処
理してもよいが、よシ簡単な検出回路によっても処理で
きる。

それは、例えは受光素子１３．２３．４１の光電信号を
、受光素子１１．２１．３１の検出回路と同様に構成し
た回路で処理することである。このようにすると、レー
ザ光入射側の受光素子１１．２１．３１が異物を検出し
、裏面側の受光素子１３．２３．４１によっても、異物
が検出された場合、その異物はフォトマスク５の透明部
上に付着したものと判別できる。この場合、第１１図、
又は第１６図の判定回路を用いて異物を検出したときの
各受光素子の光電信号のピーク値を、フォトマスク５の
表側と裏側とで考慮することによって、極めて正確に異
物の大きさが求まるという利点がある。

また、第３、第４の実施例における異物検出回路をその
まま用いるときは、第１８図のような切替回路３００を
設けるとよい。この切替回路ａｏｏ　）：Ｊ：、レーザ
光入射側の受光素子１１．２１．３１の各光電信号と、
裏面側の受光素子１３．２３．４１の各光電化ちとを夫
々切替えて出力（Ｍ号ｅ１〜ｅ。

を発生するように構成されている。もちろん、この切替
える場所は、各受光素子の光電信号を一度増幅した後の
方がよい。この切替えは、信号３０１によシ行なわれる
。このように構成することにより、例えはフォトマスク
５の裏面を検査する場合、フォトマスク５を裏返して載
置する操作が不用となる。このために、レーザ光１を、
適宜光路切替部材によって、第１４図におけるフォトマ
スク５の裏面へ表側を照射するのと同様に導くようにす
ればよい。

そこで、光路切替部材の切替えに応答して、信号３０１
を変えてやれば、フォトマスク５を裏返す操作を必要と
しないから、両面に付着した異物が極めて短時間に、し
かも正確に検出されることになる。

次に第６の実施例について説明する。第６の実施例にお
いて、各受光素子の配置は第１の実施例の説明に用いた
第７図と同じであるものとする。

先に第１図を用いて説明し、たように、フォトマスクの
ガラス板５ａの透過部に刺着した異物ｉからの散乱光わ
Ｌ受光部囚と受光部（Ｂ）によって検出さｔするが、遮
光部５ｂの上に付着した異物ｊがらの散乱光は受光部（
５）のみによって検出され、受光部（Ｂ）によっては検
出きれない。このことを、第７図の各受光素子の光電信
号として第１９図によ＃）説明する。第１９図（ａ）（
ｂｌ　（Ｃ）（ｄ）は夫々受光素子２１．１１．２３．
１３からの光電信号の大きさをそれぞれ縦軸にとシ、横
軸に共通に時間をとって示したもので、横軸はレーザス
ポット位置にも対応している。

ここで第１図に示すような異物ｊによってレーザ光が散
乱された場合、受光素子２１，１１は夫々第１９図（ａ
）（ｂ）の如く光電信号Ａ３、Ｂ３を発生する。一方、
受光素子２３．１３は第１９図（Ｃｊ　（ｄ）の如く、
夫々光電信号ｃ３、Ｄ３として略零を出力する。また第
１図に示したような異物ｉによってレーザ光が散乱され
た場合、第１９図のように、受光素子２１．１１．２３
．１３は夫々光電信号Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４を発生ず
る。即ち、第１９図（Ｃ）（ｄｌに示すように受光素子
２３．１３の各光電信号Ｃ４、Ｄ４は零ではなく、いく
らかの出力が得られる。尚、ＰＡ４、ＰＨ１、ＰＣ４、
ＰＨ４は−）ｆ　ｉｔｔイａ号Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４
の各ピーク値である。

そこで、小さなスライス電圧Ｖｓ４．Ｖｓ、を各々ピー
ク値ＰＣ４、ＰＨ４の中間に設定すれは、異物ｌの場合
受光素子２３．１３の光電信号は共にスライス電圧Ｖｓ
４．Ｖｓ、を越えるが、異物ｊの場合はスライス電圧Ｖ
Ｓ４．Ｖｓ、を越えず、異物ｉとｊとの区別ができる。

そこで次に第６の実施例を具体的に述べる。

第２０図は本実施例による異物検出回路のブロック図で
ある。第２０図において、受光素子２１．１１．２３．
１３、アンプ１１０〜１１３、コンパレータ１１４．１
１５．１１８．１１９及び増幅器１１６．１１７は第９
図の、第１の実施例における回路と同じ機能を持ってい
る。異なる点はコンパレータ３０４．３０５が設けられ
ておシ、その出力がアンド回路３０２にパラレルに入力
されていることである。コンパレータ３０４は増幅器１
１２の出力ｅ３をスライスレベル発生器３０３から出力
されるスライス電圧ＶＳ、と比較し、ｅ、）Ｖｓ、なら
ば論理値ｒｌＪを、そうでなければ論理値「０」を出力
し、一方コンバレータ３０５は増幅器１１３０出力ｅ４
をスライス電圧ＶＳＩ＋と比較し、ｅ、）ｖｓ、ならば
論理値「１」を、そうでなければ論理値「０」を出力す
る。ここでスライス電圧ＶｓいＶｓ、の大きさは、上記
第１９図で説明したように定められると共に、スポット
位置に対応して大きさが変化する。その変化のし方は上
記の各実施例において説明した通シである。このような
構成において、ガラス板上（光の透過部）に付着した異
物にレーザ光が当った場合、コンパレーク３０４．３０
５は論理値［１１を出力し、他のコンパレータ１１４．
１１５．１１８．１１９も論理値「１」を出力するので
、アンド回路３０２の出力は論理値［１］となり異物を
検出したことを示１′。ところが、遮光部上に付着した
異物にレーザ光が入射する時にはコンパレータ３０４．
３０５の出力は論理値「０」となシ、アンド回路３０２
の出力は論理値［０，１となる。従って異物が光透過部
のみに付着している場合のみ、異物の存在を検出でき、
マスクパターンの焼付けに影響を与えない遮光部に付着
した異物は無視することができる。

このように本実施例は異物の利殖した場所が光透過部か
遮光部かを区別せずに検出する場合に比べ、遮光部のみ
に異物が利殖していてフォトマスクの洗浄度がパターン
の焼付けに耐え得るのにもかかわらず、汚染されている
ものとして可変洗浄を行ったり、同一パターンを持った
別のフォトマスクと交換したりする等の必要性が低減さ
れる。

このため、半導体装置の製造において、時間的、経済的
に有利な特徴がある。

この第６の実施例においてはコンパレータ３０４．３０
５の出力を共にアンド回路３０２に入力しているが、コ
ンパレータ３０４又は３０５のどちらかの出力のみをア
ンド回路３０２に入力しでもよい。その場合、４１４成
は簡単になる特徴があるが、一方雑音が光電信号に入っ
た場合、誤動作し易いという欠点もある。またコンパレ
ータ３０４と３０５の各出力のオアを求め、その結果を
アンド回路３０２に入力することも考えられる。

以上述べたように、この第６の実施例は第１の実施例に
、光透過部にのみ付着した異物を検出するという新しい
機能を細別したものとして説明してきたが、この機能は
他の各実施例においても同様に付加できることは言うま
でもない。

以上、説明した各実施例において、レーザ光入射側で発
生した散乱光を受光する受光素子と、裏面で発生した散
乱光を受光する受光素子とは被検査物の面に対して対称
に配置されている。

これは、被検査物としてフォトマスクを用いるからであ
り、例えば透明基板上に遮光部によるパターンを描いた
ものでも、エツジ部が存在しないような被検査物の検査
を行なう場合など、基板の表側と裏側とを見込む１対の
受光素子は、かならずしも面対称に配、置する必要はな
い。寸だ、レーザ光入射側の面を見込む受光素子は複数
個設け、裏面を見込む受光素子は１個にしてもよい。

また、以上の各実施例の異物検出回路において、スライ
ス電圧はレーザ光のスポット走査の位置に応じて変化さ
せるものとしたが、そのスポット走査の位置に対して各
受光素子の散乱光の受光立体角の変化が小さい場合には
、スライスレベルは一定で変化させる必要はない。また
、散乱ブＣ受光の立体角かレーザスポット走査によ析変
化する場合でも、必ずしもスライス電圧を変化させる必
要はなく、異物判定回路と同様に光％、佃信号伝送系の
ケインをレーザスポット走査の位置に刻応して、ずなわ
ち走査信号ＳＣに同期して変化させるようにずれは、ス
ライス電圧を一定部に固定できる。

このように、伝送系のゲインをコントロールする場合、
例えは、第９．１２図におけるスライス電圧ＶＳ、、■
Ｓ、は共通の一定電圧とする。そして、増幅器１１０．
　１１１のゲインをレーザ光１のスポット位置に応じて
可変とする。その−例としで、増幅器１１０．１１１の
各ゲインの関係を第２１図に示すように定めるとよい。

この図は、前述の第１０図（ｂ）に対応するもので、位
置ＣＩにおいて、増幅器１１００ダインＧ、と増幅器１
１１０ゲインＧ、とは共に等しくする。このときのケイ
ンを正規化して１とする。

そしてＩＰＩＩえば位置Ｃ７において、位置Ｃ３におけ
るゲインに対して、ゲインＧ１は約２倍、ゲインＧ、は
１２〜１．５倍に定め、位置Ｃ１において位置ＣＩにお
けるゲインに対して、ゲインＧ、は０．２〜０４倍、ゲ
インＧ、は０７〜０．９倍に定めるとよい。このことは
、上記各実施例の異物判定回路の関数電圧発生器におい
て、同様に適用できる。

また、以上の各実施例では、被検査物の表裏に対応して
設けられた対の受光素子の出力の比を、ある値にと比較
していたが、例えば表側に位置した受光素子１１と２１
の出力の和と、裏（ｔｌすに位置した受光素−７１３と
２３の出力の和とを、それぞれ求めておき、２つの和の
比がＫよシ大きいかどうかの判断によっても、異物であ
るか回路パターンであるかの識別又は、１．−ザ光入射
側に利殖した異物かどうかの判別を行なうことができる
。

また異物判定回路は、フォトマスク５の表側のみに配置
した受光素子の各光電信号を入力するようにした。しか
し、フォトマスク５の裏側に配置゛した受光素子の各光
電信号から、異物の大きさを判定する場合、表面用と裏
面用の２組の判定回路を用意しなくても、第１８図に示
したような切替回路３００を付加することによって、１
組の判定回路で検査ができる利点もある。

以上のように、本発明によれば被検査物上を光ビームで
走査し、その照射部から生じる光情報を、互いに異なる
方向から受光するような複数の光電検出器を配置したの
で、被検査物上の回路）くターン等の影響を受けずに、
異物のみを高速に検出できる。さらに、その複数の光電
検出器のうち、最も小さい光電信号に基づいて異物の大
きさを判定しているので、回路パターン（クロム層）の
近傍に付着した異物も、孤立した異物と同等の正確さで
、大きさ判別が可能となる。このため、露光装置等で回
路パターンを転写する際、解像力等の限界で転写される
ことのない小さな異物は、回路パターンからの強い散乱
光によって誤って大きな異物として判定されることがな
くなる。従って、転写の際、真に害をもたらす大きさの
異物のみが検出でき、本来、露光、転写に使用できるレ
チクルやマスクを汚染されたものとして再洗浄するとい
う時間的寿損失を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフォトマスクのパターンが描画された面上の異
物によるレーザ光の散乱を示す図、第２図はガラス板上
に付着した異物による散乱と遮光部のエツジ部による散
乱とを示す図、第３図はガラス板の透明部の表面と裏面
とに付着した異物による散乱の様子を示す図、第４図は
第３図の受光部が受光する散乱光強度を示す図、第５図
及び第６図は本発明の基礎技術による異物検査装置の一
例を示す図、第７図は本発明の第１の実施例による異物
検査装置の斜視図、第８図は第７図の装置において、異
物からの散乱光を受光する受光素子の光電出力を示す図
、第９図は異物検知回路のブロック図、第１０図はレー
ザスポット光の走査位置とスライス電圧との関係を説明
する図、第１１図は異物の大きさ判定回路のブロック図
、第１２図は本発明の第２の実施例による異物検知回路
のブロック図、第１３図及び第１４図は本発明の第３の
実施例による異物検査装置を示す図、第１５図及び第１
６図は本発明の第４の実施例による異物検出回路と判定
回路のブロック図、第１７図は第５の実施例による異物
検査装置の斜視図、第１８図は切替回路のブロック図、
第１９図は受光素子の光電信号強度を示す図、第２０図
は本発明の第６の実施例による異物検知回路のブロック
図、第２１図は増幅器の利得とレーザスポット光の走査
位置との関係を示す図である。〔主要部分の符号の説明〕１・・・・・レーザ光２・・・・・スキャナー５・・・・・被検査物１１．１３．２１．２３．３１．４１・・・・・・光電
検出器２０１〜２１３・・・・・・大きさ判定回路出願
人　日本光学工業株式会社代理人　渡　　辺　　隆　　男第１内／？２図第４図７６図オ′７因りＩ３オ′９図、、１′ｔｏ図テ１１０．８Ｃ４２０才／２囚オ・１４図ン？１５図オ／８図　　　　　才１９目オ′２０図寸２１圀 σ ０３　　　　仁（Ｌ、２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検査面に光ビームを照射すると共に、該光ビー
ムの照射部を被検査面上で相対的に走査する走査手段と
；該照射部から生じる光情報を異なる位置で受光する複
数の光電検出器と；該光電検出器の各光電信号に基づい
て、被検査面上の異物の利殖を検知する異物検知回路と
；前記各光電信号のうち最も小さい光電信号に基ついて
、異物の大きさを判定する大きさ判定回路とを備えたこ
とを特徴とする異物検査装置。
（２）前記大きさ判定回路は、前記異物検知回路の検知
信号に応答して、異物の大きさを判定することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の装置。
（３）前記複数の光電検出器は、被検査面の光ビームの
入射側に配置されて、前記照射部を夫々異なる方向から
見込む第１光電素子群と；被検査面に対して光ビームの
透過側に配置されて、前記照射部を夫々異なる方向から
見込む第２光電素子群とから成シ、前記異物検知回路は
該第１と第２光電素子群の各出力信号の入力に基づき、
異物の利殖状態に応じて検知信号を発生することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
（４）前記大きさ判定回路は、前記第１光電素子群の各
出力信号のうち、最も小さい出力信号に基づいて、被検
査面上に付着した異物の大きさを判定し、前記第２光電
素子群の各出力信号のうち、最も小さい出力信号に基づ
いて、被検査面の裏（ｌｉｌ＋に付着した異物の大きさ
を判定することを特徴とする特許Ｊｈ求の範囲第２項記
載の装置。